최근 야간 경관조명의 설치가 늘어나면서 조명 시뮬레이션에 Lightscape를 적용하는 사례가 증가하고 있는 추세이다. Lightscape는 현재 조명 시뮬레이션에 가장 널리 사용되고 있는 소프트웨어로서 조명설계에 따른 조도와 휘도 분포를 계산할 수 있으며, 에니메이션이 가능하다. 에니메이션은 Radiosity를 사용한 화면은 물론 photorealistic한 고화질의 Raytrace영상이 가능하다. 본 보고서에서는 최근 건축물이나 구조물의 설계입찰시에 조명 시뮬레이션은 물론이고 에니메이션 파일의 제출요구가 증가하고 있는 점을 감안하여 Lightscape의 에니메이션 기능을 Learning Lightscape를 중심으로 설명하고 상세한 설명이 요구되는 곳은 Lightscape User's Guide를 발췌하여 소개한다. 또한, 본문의 내용은 Lightscape을 사용하는 것을 전제로 하고 있으므로 "3. 에니메이션 생성" 부분부터는 컴퓨터에서 직접 실행해 볼것을 추천한다.
조명용 광원으로써 LED의 사용이 늘어나고 있고, 앞으로도 더욱 늘어날 추세이다. 하지만 현재 출시되는 LED를 조명 용도에 적합한 배광을 구현하는 렌즈를 설계하는 작업은 설계 방법이 어렵고, 많은 반복 작업을 동반한다. 이에 새롭게 출시된 Photopia 3.0 Version의 PODT 기능을 이용해 LED 렌즈를 쉽게 설계할 수 있는 방법을 소개하고, 간단한 렌즈 설계를 수행 하였다.
RGBY LED PKG를 이용하여 무대 사용을 위한 100W 급 LED 조명기구를 설계하고 무대에 적용하였을 때의 조명 환경을 예측, 분석 하였다. 이를 위하여 색온도 및 광색가변에 적합한 4 in 1 LED Package를 선정하고, 이를 이용하여 광원모듈을 구성하였으며, 또한 무대조명에 적용하기 위한 렌즈를 제작하였다. 이러한 LED 조명기구를 또한 무대조명에 적용하여 조명상황을 시뮬레이션 하고 무대 또는 객석에서의 평균조도 및 조도균제도 등을 계산하였다.
빛은 인간이 주거공간에서 삶을 영위함과 더불어 창조활동을 하는데 있어서 가장 중요한 요소이다. 특히 식탁조명설계는 인간에게 신체적 심리적으로 가장 중요한 요소로 작용함에도 불구하고 현재까지 미적인 면만을 강조하였다. 그 이유는 조명디자이너가 KS기준조도에 맞추어 조명설계를 하고 있는데, KS기준조도는 한국의 사회 문화적 특성을 고려하지 않은 일본의 기준조도(JIS)를 기본으로 만들어진 것이므로 적절치 못한 조도레벨인 것이다. 따라서 한국의 특성이 반영된 기준조도 설정이 매우 시급한 상황이다. 본 연구에서는 현재 공동주택에 적용되고 있는 조명설계 현황을 조사하고 분석하여 한국의 식문화에 적절한 조도레벨, 색온도, 조명디자인을 제안하여 조명설계시 가이드라인으로 활용하고자 한다.
본 논문에서는 가격이 비싼 고보 조명을 대체하기 위해 freeform lens를 사용하여 조명 광학계를 설계하였다. Freeform lens 조명은 이미지 마스크를 사용하지 않으며, 렌즈 한 매만으로도 렌즈 면에서 직접 이미지를 형성하여 조사할 수 있어 고보 조명에 비해 단가를 절감할 수 있다. 또한 설계한 freeform lens 조명의 성능을 확인하기 위해서 조도 시뮬레이션을 진행하였다. 이를 통해 설계한 조명이 조사하고자 하는 이미지와 유사한 조도분포를 가지며, 고보 조명의 성능과 유사한 광효율 47%를 가지므로 고보 조명을 대체할 수 있음을 확인하였다.
본 연구에서는 건축물 설계 시 조명전력 사용량 실태 조사 및 국내 조명전력 절감정책 과 외국에서 적용하고 있는 조명전력 허용기준의 적용사례와 국내 건물 중 사무실빌딩에서의 조명전력사용 실태를 조사 분석하여 향후 국내 조명전력허용기준을 적용하기 위한 선결과제 및 필요성을 제시하였다.
편의점 조명설계시 조도계산에 필요한 광원 특성을 일률적으로 적용하여 설계 조도와 실제 조도사이의 오차가 크며, 과다한 조명설비로 인하여 전력량을 낭비하고 있다. 조명시뮬레이션과 실측을 통해 문제점과 해결책을 제시하고 시설되어 있는 조명을 교체함으로써 조명소비전력량을 절약하는 방향을 제시한다.
생활수준의 향상으로 인하여 조명 및 디스플레이 제품을 이용하여 건물 및 건축물에 대하여 장식을 하는 것이 일반화 되어가고 있다. 본 연구에서는 옥외 및 옥내에 사인물로 사용되어지고 있으며 설치가 간편한 디스플레이 조명기기인 LED Tile을 개발하여 옥내 및 옥외용 디스플레이 조명 시장의 시장성 확보하기 위하여, 광학설계를 통한 고휘도 LED의 선정 및 배치, 케이스 설계를 실시하고 LED모듈에 AC 220V 전원을 직접 인가할 수 있으며 효율이 높고 최적화된 구동회로를 설계하였다. 또한 One Chip 마이크로컨트롤러를 사용하여 RGB LED의 광색가변 및 점멸 제어회로를 설계하고, LED 모듈간에 2개의 제어선만을 연결하여 다양하고 다이나믹한 패턴 동작(점멸, 광색가변)이 가능하도록 펌웨어를 설계하였다. 그 결과 설계된 LED Tile은 전체 크기가 $D130{\times}W130{\times}H50mm$로 매우 컴팩트하고 LED 배치 및 광학설계를 통하여 최대광도 60cd를 실현하였으며, LED Tile의 동작개수에 관계없이 설치가 간단하며 10개 이상의 디스플레이 패턴 제어가 가능하였다.
친환경적이고 고효율적인 신광원의 개발이 더욱 가속화되면서 개발되고 있는 면광원에 대한 프리즘 설계법의 기초 연구로서, 면광원의 배광을 예측한 라이브러리를 생성한 후 넓은 분포를 갖는 대칭형 배광의 프리즘 조명기구를 설계하고 Lumen micro를 이용한 시뮬레이션을 통해 프리즘 조명기구에 대한 성능을 평가하였다.
도시 건물 외부에 조명을 비추기 시작한 이래로 건물경관조명의 중요성은 날로 증가되고 있는 추세이며 이에 따라 본 연구는 서울시의 경관조명을 대상으로 휘도측정, 문헌조사, 설문조사외 분석을 통하여 건물 경관조명 설계 기법을 제사하는데 있다. 본 연구의 결과로 건물상황조사, 건물 상황분석, 경관조명 가능성 선경, 시공 및 후속조치로 이루어전 경관조명 설계 기법 모델올 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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